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第一部分 机电传动控制技术基础2

第1章 绪论2

1.1 概述2

1.1.1 设备组成与工作过程2

1.1.2 设备控制方式的变化3

1.2 机电传动控制技术发展概述3

1.2.1 设备驱动方式的发展4

1.2.2 电气控制方式的发展6

1.2.3 电气元件的发展7

1.2.4 控制系统设计技术的发展7

1.3 机电传动控制技术研究重点7

1.4 职业道德与社会责任8

习题及思考题8

第2章 常用低压电器9

2.1 概述9

2.2 开关类电器11

2.2.1 动力电路开关电器11

2.2.2 控制电路开关电器（主令电器）21

2.3 继电器类电气元件28

2.3.1 接触器类电气元件29

2.3.2 控制继电器31

2.3.3 热过载保护继电器36

2.4 其他电器38

2.4.1 熔断器38

2.4.2 控制变压器40

习题及思考题41

第3章 电气控制系统基础知识42

3.1 电气图绘制及绘图标准42

3.1.1 电气图中的图形符号和文字符号42

3.1.2 电路图44

3.1.3 电气元件布置图47

3.1.4 接线图48

3.2 电气控制系统的逻辑代数分析方法50

3.2.1 电气元件的逻辑表示51

3.2.2 电路状态的逻辑表达式52

3.2.3 电路化简的逻辑方法52

习题及思考题53

第二部分 继电器控制技术基础56

第4章 电气控制系统基本控制电路56

4.1 三相笼型异步电动机基本控制电路环节56

4.1.1 三相笼型异步电动机的启动控制电路57

4.1.2 三相笼型异步电动机的正反转控制电路63

4.1.3 三相笼型异步电动机的制动控制电路67

4.1.4 三相笼型异步电动机的变速控制电路72

4.2 特定功能控制电路76

4.2.1 点动与长动控制电路76

4.2.2 多地点、多条件控制电路77

4.2.3 联锁控制电路79

4.3 自动循环工作控制电路82

4.3.1 机械设备自动循环工作控制电路82

4.3.2 电液控制电路87

习题及思考题94

第5章 典型设备电气控制系统分析与电路图设计96

5.1 设备电气控制系统分析概述96

5.2 普通车床电气控制系统分析98

5.2.1 车床的主要结构和工作要求分析98

5.2.2 电力拖动及控制要求分析99

5.2.3 车床电气控制系统分析99

5.3 卧式铣床电气控制系统分析104

5.3.1 铣床的主要结构和运动形式分析104

5.3.2 电力拖动及控制要求分析105

5.3.3 铣床电气控制系统分析106

5.4 组合机床电气控制系统分析113

5.4.1 组合机床的结构及运动分析114

5.4.2 组合机床的拖动及控制要求116

5.4.3 组合机床控制电路分析117

5.5 电气控制系统电路图设计基础122

5.5.1 控制电路设计的基本原则122

5.5.2 控制电路设计的基本方法122

5.5.3 电路图的控制逻辑设计123

5.5.4 电路图设计中的注意事项124

5.5.5 电路图设计举例127

习题及思考题130

第三部分 可编程序控制器（PLC）应用技术132

第6章 可编程序控制器（PLC）应用基础132

6.1 概述132

6.1.1 问题的提出与解决途径132

6.1.2 可编程序控制器使用特点133

6.2 可编程序控制器硬件构成及工作原理139

6.2.1 可编程序控制器硬件构成139

6.2.2 可编程序控制器用户程序输入设备144

6.2.3 可编程序控制器工作原理144

6.3 用户控制程序编程概述147

6.3.1 可编程序控制器的编程方式147

6.3.2 可编程序控制器编程元素149

6.4 PLC控制程序编程基础153

6.4.1 基本指令153

6.4.2 可编程序控制器程序编制规则159

6.4.3 可编程序控制器编程应用161

6.5 可编程序控制器编程软件165

6.5.1 编程软件概述165

6.5.2 编程软件应用实例168

6.5.3 用户控制程序仿真172

习题及思考题179

第7章 可编程序控制器扩展应用181

7.1 步进控制181

7.1.1 顺序功能图SFC182

7.1.2 步进梯形图与步进指令184

7.1.3 步进功能的SFC方法程序输入186

7.1.4 功能图主要类型194

7.2 功能指令应用198

7.2.1 功能指令构成198

7.2.2 功能指令应用实例202

7.3 监控组态软件在PLC控制系统中的应用209

7.3.1 组态软件应用概述210

7.3.2 组态软件的主要功能与组态步骤212

7.3.3 PLC监控组态软件组态实例214

习题及思考题223

第8章 可编程序控制器的STEP7编程方法（西门子PLC产品应用）224

8.1 STEP7编程方法基础224

8.1.1 SrEP7程序结构与程序调用225

8.1.2 STEP7编程软件应用简介226

8.1.3 STEP7编程元素与指令229

8.2 S7-200系列PLC编程应用举例（风机运行监控）233

8.3 STEP7编程方法应用扩展（S7-300系列PLC应用）237

8.3.1 西门子S7-300系列PLC硬件系统组成237

8.3.2 S7-300系列PLC产品编程应用239

8.3.3 西门子S7系列PLC的网络应用与组态监控248

习题及思考题252

第四部分 设备调速控制技术254

第9章 设备伺服系统概述254

9.1 概述254

9.1.1 设备的调速要求254

9.1.2 电气调速的基本概念255

9.2 伺服控制系统258

9.2.1 伺服控制系统构成258

9.2.2 伺服控制系统分类259

9.2.3 伺服系统的基本要求262

9.2.4 伺服系统应用263

习题及思考题264

第10章 直流电动机调速控制265

10.1 直流调速控制系统的基本概念265

10.1.1 直流电动机工作原理265

10.1.2 他励直流电动机机械特性方程266

10.1.3 他励直流电动机调速方式267

10.1.4 直流电动机调速装置269

10.1.5 直流电动机调速指标273

10.2 速度负反馈单闭环直流电动机调速系统278

10.2.1 晶闸管-直流电动机调速系统278

10.2.2 晶闸管-直流电动机转速负反馈调速系统280

10.3 无静差直流调速系统284

10.3.1 调节器284

10.3.2 采用PI调节器的单闭环转速负反馈调速系统287

10.4 直流电动机转速、电流双闭环调速系统288

10.4.1 转速、电流双闭环调速系统的组成289

10.4.2 转速、电流双闭环调速系统的调速过程290

习题及思考题292

第11章 交流电动机调速控制293

11.1 交流电动机调速概述293

11.1.1 三相异步电动机的结构和工作原理293

11.1.2 交流电动机调速系统分类294

11.2 交流电动机定子侧变频调速系统296

11.2.1 变频调速的基本原理296

11.2.2 变频器的基本结构与工作原理298

11.2.3 正弦波脉宽调制（SPWM）302

11.3 交流电动机转子侧串级调速系统306

11.3.1 串级调速概述306

11.3.2 串级调速构成与调速原理307

11.3.3 晶闸管串级调速系统结构与工作原理309

11.4 无刷直流电动机调速系统311

11.4.1 永磁无刷直流电动机结构组成312

11.4.2 永磁无刷直流电动机调速控制313

11.5 VVVF变频器产品与使用316

11.5.1 一般变频器的基本结构316

11.5.2 变频器的主要控制参数317

11.5.3 变频器使用简介318

习题及思考题323

第五部分 电气控制系统设计基础326

第12章 设备电气控制系统设计326

12.1 电气控制系统设计的基本原则和内容326

12.1.1 电气控制系统设计的基本原则326

12.1.2 电气控制系统设计的主要工作内容327

12.2 电气控制装置的设计步骤与设计要点329

12.2.1 电气控制系统设计的设计步骤329

12.2.2 电气控制系统设计的设计要点330

12.3 设计举例337

12.3.1 设备结构及运动概述337

12.3.2 初步设计339

12.3.3 技术设计340

习题及思考题345

附录347

附录A 电气元件的操作件图形符号及电气元件触点图形符号例347

附录B 电气元件文字符号（项目种类代号）352

附录C 日本三菱公司微型可编程控制器指令355

参考文献360